日前，中國農業大學資源與環境學院教授呂貽忠課題組在利用改性生物炭修復重金鎘污染機制方面取得重要進展，相關論文在線發表于《危險材料雜志》。
研究人員通過碳酸鉀改性方法制備了多孔生物炭，并對其進行了表面氨基化和氧化，然后對其吸附鎘的微觀機制進行了考察。
研究發現，改性生物炭在對鎘的吸附過程中，物理化學吸附和顆粒內擴散均有發生。控制生物炭固定鎘性能的最關鍵控制因素，是決定其表面性質的官能團組成。生物炭中富含π電子、孤對電子和給電子基團的區域是改性生物炭固定鎘的主要位點。羧基主導了表面氧化生物炭對鎘的吸附，卻有可能抑制了鎘2+-π相互作用。具有孤對電子的氨基主導了表面氨基化生物炭對鎘的吸附，氨基的引入對π電子密度的影響很小，鎘2+-π相互作用未受明顯抑制。
這項研究別了表面氨基化和表面氧化生物炭吸附鎘的關鍵因素，并揭示了微觀吸附機制，為制備功能化的生物炭提供了理論依據。
中國農業大學資源與環境學院的碩士畢業生祝凌和在讀博士生仝利紅為該論文的共同第一作者，呂貽忠為論文的通訊作者，論文合作單位包括同濟大學、中山大學和日本九州大學。該研究得到了國家重點研發計劃和國家自然科學基金面上項目的資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.121002